[發明專利]用于改進多生成樹協議的方法和設備

有效

• 申請號: 200680004064.2
• 申請日: 2006-02-22
• 公開（公告）號: CN101558605A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 諾曼·芬恩
• 申請（專利權）人: 思科技術公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王 怡

技術領域

本發明涉及通信網絡。更具體地說，本發明涉及諸如生成樹協議 (“STP”)、快速生成樹協議(“RSTP”)和多生成樹協議 (“MSTP”)之類的協議在通信網絡中的使用。

背景技術

圖1示出了包括第2層以太網網橋105的簡單網絡100，該以太網橋 符合IEEE?STd.^TM?802.1D-2004(IEEE?802.1D)或IEEE?Std.802.1Q-2003 (IEEE?802.1Q)105。在該示例中，有經由12個局域網(LAN)125、130 和150(10個實例)連接的9個網橋A-I和三個臺站140-142。字母A-I是 網橋ID。根據IEEE?802.1D或IEEE?802.1Q的約定，較小的字母(例如 A)要“好”于較大的字母(例如D)，IEEE?802.1D和IEEE?802.1Q為了 各種目的通過引用而結合于此。為每個LAN指出了端口路徑成本110。該 示圖假定附接到同一LAN的所有網橋端口使其端口路徑成本配置為同一 值，盡管IEEE?802.1D或本發明不要求這點。

網橋通過交換稱為網橋協議數據單元(BPDU)的協議分組在網絡 100上創建生成樹。實現在每個網橋中的協議狀態機使用這些分組將某些 端口選擇為網絡的活動拓撲的一部分并將某些其他端口選擇為被封鎖 (blocked)。(對于本發明，STP和RSTP是等價的；在任何提到STP的 上下文中，RSTP同樣可以應用。)生成樹的“生成”之處在于所有LAN 都被連接。它之所以是“樹”是因為在任何給定的一對網橋或臺站之間都 正好有一個路徑。

根據STP，網絡100中的網橋之一(在該示例中為網橋A)將被選為 “根網橋”。每個網橋將最接近根網橋的端口選擇為其“根端口”，從而 形成了樹，其中“最接近”被定義為網橋端口到根網橋所要穿越的具有最 小的根路徑成本總數的路徑。(只有從LAN到網橋的入口算入該總和， 從網橋到LAN的出口不算。)在兩個或多個路徑具有相同的端口路徑成 本和的情況下，平局決勝(tiebreaker)值被使用。平局決勝值是如IEEE 802.1D和IEEE?802.1Q所定義的網橋ID和端口ID。通過使用鄰近網橋的 網橋ID將端口117選擇為其根端口并且將端口115和120標記為“備用端 口”并封鎖，網橋E從三個同等成本的路徑當中進行選擇，從而打破了三 個可能的生成樹循環。(雖然這些術語在被本領域技術人員使用時可以具 有不同的意思，但是術語“分組”和“幀”在此有時將被可互換地使 用。)

雖然STP提供了有序的分組流，但是其不允許網絡中的所有LAN被 以最佳方式使用。雖然從網絡中的任何網橋或臺站到根都沒有比沿根網橋 的生成樹的路徑具有更小路徑成本和的路徑，但是其他網橋或臺站對之間 的路徑可能不是最佳的。例如，如果端口115和120被封鎖。則從臺站 142到臺站141的路徑是總成本為11(臺站141不計入最后一跳的成本) 的142-E-F-I-A-B-D-G-141，而不是成本為3的短得多的路徑142-E-G- 141。人們希望解決現有技術的該局限。

MSTP提供了優于STP的改進，改進之處在于多個生成樹被創建。網 絡100可以被配置為具有多達64個生成樹。例如，網橋A至I中的每一個 都可以被配置為一個單獨的多生成樹示例(MSTI)的區域性根網橋。 IEEE?802.1Q僅基于幀的虛擬局域網標識符(VLAN?ID或VID)來決定給 定幀所被分配給的并用來轉發該幀的MSTI，幀的虛擬局域網標識符進而 又僅基于a)幀進入網絡的端口，和/或b)幀所承載的更高層的協議。可 以經常將VID分配給下述端口和/或協議，所述端口和/或協議引起對合適 MSTI的選擇。然而，這并非總是可能的，因為連接到網絡的任何給定臺 站可以與許多其他臺站對話，并且這些臺站又與其他臺站對話。例如，在 網絡100中，每個臺站140、141和142可以互相對話。就一切情況而論， 總是希望能夠將幀沿著最直接的路徑發送到其目的地。

發明內容